吴国成+朱莉+胡立忠+高向军+王光明��

摘要： 提出一种新型磁负超材料单元， 通过采用HFSS， Matlab等软件对其电磁特性进行了详细分析和讨论， 结果表明其具有较好的磁负特性。 根据该磁负超材料在磁负频段谐振产生传输阻带这一特性， 设计了一款工作在3 GHz的同轴馈电二单元微带天线阵。 通过在天线阵单元间加载该磁负超材料单元阵列， 使天线阵列间互耦有效降低了12.1 dB。 天线单元间距仅为λ/10（λ为天线在自由空间工作波长）， 且天线阵列的远场辐射性能有所提高。 因此， 所设计的磁负超材料单元在设计紧凑型高性能天线阵列方面具有广阔应用前景。

關键词： 磁负超材料； 双方形螺旋谐振器； 微带天线阵列； 互耦缩减

中图分类号： TN821+.2文献标识码： A文章编号： 1673-5048（2017）01-0050-05[SQ0]

0引言

当前， 单个的天线已远远不能满足人们的需求， 多输入多输出（Multiple Input and Multiple Output， MIMO）系统能够在不增加带宽并保持信道可靠性和误码率的基础上成倍提高通信系统的信道容量， 这使得MIMO技术成为提高数据传输率的重要手段[1-4]。 然而， 在MIMO天线系统中， 天线单元间的相互作用会对天线阵列的整体性能造成一定影响， 这是设计中不能回避的问题[5-8]。 传统的天线阵设计理论为了简化分析常常忽略天线阵单元间的互耦， 仅适用于窄带、 大阵元间距、 小扫描角等简单情况， 而在现代多功能、 大规模、 高集成阵列天线的研究与设计中， 互耦是必须考虑的一个因素[9-12]。

在天线阵列的设计中， 对待耦合的方式主要有三种：（1）补偿耦合。……